Utiliser la topographie dynamique moyenne pour le nivellement des altitudes sur les terres

Les altitudes sur les terres sont exprimées par rapport à une surface de référence qui doit reproduire au mieux un équipotentiel du champ gravitationnel ; historiquement, celle-ci était obtenue à partir d'une moyenne temporelle du niveau de la mer dérivée d'observations effectuées sur au moins un point par pays, conformément à la résolution de la première Assemblée générale de l'Association internationale de géodésie, qui s'est tenue en 1862 à Berlin. C'est pourquoi on peut "gagner" ou "perdre" plusieurs centimètres, voire des dizaines de centimètres d'altitude en un seul pas, simplement en franchissant une frontière. En France (métropolitaine), la référence est le marégraphe de Marseille sur la période 1885-1896. À partir de ce point, à l'aide de techniques de géomètre telles que le nivellement géométrique, le "zéro" a été propagé d'un endroit à l'autre, atteignant les autres côtes du pays, situées pour certaines à environ 1000 km de là, non pas au bord de la mer Méditerranée comme Marseille, mais au bord de l'océan Atlantique, de la Manche ou de la mer du Nord. Pour les pays voisins, le principe peut être le même : un point donné sert de référence (par exemple Newlyn en Grande-Bretagne, Alicante en Espagne continentale, etc.), puis est étendu à l'ensemble de leur territoire. Pour les îles, où aucune terre ne permet de propager les mesures, une référence similaire spécifique doit être choisie, par exemple Ajaccio entre 1912 et 1937 en Corse.

Très précise localement, cette technique peut être sujette à des systématismes à longue distance, ce qui conduit à une surface zéro qui n'est pas horizontale — par exemple, Dunkerque, sur la mer du Nord, à près de 900 km au nord de Marseille, se trouve 25 cm plus haut par rapport à ce zéro d'altitude qu'elle ne devrait l'être. L'autre inconvénient évident réside dans les divergences, historiques, entre pays voisins, ainsi que dans l'impossibilité d'avoir le même zéro d'altitude sur les îles, y compris au sein d'un même pays. De plus, lorsque le "niveau de la mer" a été défini comme altitude zéro, la topographie dynamique moyenne n'était pas prise en compte, au départ car inconnue, puis par la suite impossible à mesurer. Néanmoins, des opérations de nivellement scientifique et d'inter-comparaison avec les pays frontaliers, conduites par l'Institut Géographique National (IGN), ont initié l'évaluation de l'horizontalité du système d'altitude de France continentale

Depuis quelques années, cependant, nous disposons de données de topographie dynamique moyenne, calculées à partir de la surface moyenne océanique altimétrique, d'un géoïde, de bouées dérivantes et de profils de température et de salinité. Ceci permet de soustraire la topographie dynamique moyenne du "niveau de la mer", et ainsi de référencer le zéro d'altitude par rapport au géoïde utilisé dans le calcul de la topographie dynamique moyenne, ce qui peut être réalisé sur toutes les régions côtières. Le référencement du zéro d'altitude par rapport à un géoïde à l'aide de la topographie dynamique moyenne peut en particulier être un moyen de disposer d'une référence internationale, du moins pour les pays dotés d'un littoral, et uniforme, y compris pour les terres séparées par un océan. C'est aussi un point à considérer dans les études de vulnérabilité côtière par rapport à l'élévation du niveau des mer.